Масса ядер гая, как хорошо известно, меньше суммы масс образующих их протонов тр и нейтронов тп тя - (Zmp + Nmn) = Am > 0. Величина Am называется дефектом масс, и она дает меру той энергии е = Атс2, которая выделяется при образовании данного ядра из протонов и нейтронов. В рас- чёте на один нуклон максимум (Am)i приходится на середину таблицы Менделеева. Поэтому легкие элементы выделяют энергию при синтезе ядер, а тяжелые — при распаде. Реакции синтеза ядер наиболее легких элементов называют "термоядерны- ми". Ниже приведены уравнения этих реакций и указаны выделяемые при этом энергии, а представлены графики зависимости сечений синтеза в зависимости от относительной энергии частиц. Реакции упорядочены в соответствии с убыванием сечений: 1. Дейтерий-тритий (DT) 2. Дейтерий-изотоп гелия i]He-(D3He) + iJ D + iJHe -> ^Не + р + 18,4 МэВ. 3. Дейтерий-дейтерий (DD). Эта реакция может идти по двум каналам D (т(=?Н)+р + 4, "* |3Не + п + 3,ЗМэВ. Получающийся при этом тритий быстро реактирует с дейтерием. Несколько хуже реагирует с дейтроном ядро | 10.5. Проблема управляемого термоядерного синтеза (УТС) 529 Нетрудно убедиться, используя указанное энерговыделение, что действительно 1 литр обычной воды, благодаря дейтерию, эквивалентен по энергосодержанию указанному количеству бензина. 4. Нейтрон-литий (nLi) U , бт Li 4,8МэВ. Эту реакцию предполагают использовать для получения трития при работе на DT. 5. Дейтерий-Литий (D6Li). Здесь синтез идет по двум каналам и т.д. D Как видно на рис. 10.5.1, наибольшим сечением реакции обладает пара DT. При этом сечение велико уже при г ~ 20кэВ. Поэтому именно DT сегодня рассматривается как основное рабочее вещество на начальной стадии создания термоядерного реактора. 10" 10" 10" 10"' 10" 1(Г 10" а, см2 (<jv), см3-с™1 ю-16 10" 10" 10" 10" 10™ 10" -18 Г,эВ a 10J 104 103 б ^ Ю3 Ю4 10" Рис. 10.5.1. Зависимости сечений а от энергии (а) и скоростей термоядерных реакций (av) от температуры (б) для разных смесей Поскольку в реакторе будут частицы с разными скоростями, то при расчётах ос- новную роль играет скорость реакции (av), причём усреднение обычно производится по максвелловскому распределению реагирующих частиц (рис 10.5.1).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «"Термоядерные" реакции синтеза ядер» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
